LZ4HA

Всичко започна с това , че получих като „подарък” един от блоковете на вече излязлата от упаотреба система на Мобифоните  RS4000 (Ericsson).Свалих трите защитни екрана и разгледах платките на приемника и предавателя.Първоначално реших че само крайното стъпало на предавателя ще може да се ползва за нещо – все пак не разполагах нито с описание на модула нито с някаква друга техническа информация за него.Така този модул беше прибран в един шкаф и „отлежа” там няколко месеца докато не попаднах случайно в интернет на сайта на LZ2STO (https://sites.google.com/site/lz2sto/links/build-a-repeater). Там имаше линк към друг сайт с описанието на RS4000 както и превод на цялото описание на български.Имаше също и снимки на построен от автора репитер с такъв модул. Всичко това някак ме амбицира и реших , че ще е интересно и аз малко да си поиграя и да опитам да го пусна в действие.RS4000 има приемник , предавател  и два синтезатора на честоата.Първоначално смятах , че пускането в действие на синтезаторите ще се окаже най-големият проблем.За моя радост очакванията ми не се оправдаха. Първоначално пуснах синтезаторите като ползвах една програма която работи под DOS от страницата на OH8RO (http://koti.netplaza.fi/~jonverro/fsynte1.htm). Там е описано и как се изчисляват отделните коефициенти и кодове за синтезатор MB1501 и MB1502.Свързах паралелният порт на компютъра със синтезатора и синтезатора на приемника заработи – е не точно от първият път , но стана. За настройката на входната част на приемника имах нужда от прецизен сигналгенератор. Когато разбра с какво съм се захванал , Росен (LZ2NA) се отзова и ми предостави неговият сигнал генератор , както и прибор за измерване на девиацията.

Настроих входните спирални резонатори на приемника на нужната ми приемна честота

и приемника заработи. При мен чувствителността на приемника се получи около 0,25uV. След приемника по подобен начин начин “пуснах” в действие и синтезатора на предавателя  и самият предавател. Свързах в изходът на на предавателя товар 50 ома и ВЧ ватмер и с настройка на спиралните резонатори HF1 настроих модула на максимум на изходната мощност. Всички процедури по настройката на приемника и предавателя са обяснени подробно в oписанието на LZ2STO.

След успешните начални експерименти по „оживяването” на RS4000 , следващата задача беше да се разработи подходяща схема за управление на синтезаторите с помощта на микроконтролер , който да генерира нужните кодове , както и да поеме част от съпътстващите задачи по управление на репитера (следене на температурата на крайното стъпало, следене на КСВ и т.н). Първоначално бях решил към микроконтролера да свържа и LCD дисплей , но в последствие функциите на микроконтролера се сведоха само до най- необходимото – подаване на синтезаторите на нужните команди ,следене на температурата на крайното стъпало и подаване на команда към вентилатора кога да се включи.

Програмата необходима за програмирането на микроконтролера можете да разгледате тук , а варианта на програмата в HEX формат можете да изтеглите от тук.

Описание на схемата

Сърцето на схемата е микроконтролерът PIC16F873.В програмата му са заложени необходимите кодове които се изпращат към приемният и предавателният синтезатор.Диодите VD5 и VD6 са свързани като елемент „ИЛИ” и заедно с U1 (NE555) изработват сигнал RESET ако някой от синтезаторите не е „захванал” нужната честота.Конекторът JP1 се ползва за програмиране на процесора , когато е поставен на платката.Конекторът  J1 също се ползва при програмирането на процесора – в режим на  програмиране мост се поставя между изводи 2 и 3 , а при нормално положение мостчето се поставя между 1 и 2 на J1. За опорен генератор на синтезаторите ползвам кварцов генератор в интегрално изпълнение на 10MHz. На схемата е означен като U2.

Системата за шумоподтискане е реализирана с компаратора U3 (LM311). R9 и C9 играят ролята на НЧ филтър и по този начин предотвратяват проникването на случайни краткотрайни импулси , които могат да отварят шумоподавителя. С тример потенциометъра RP2 се регулира прага на сработване на шумоподавителя.

Първата част на операционният усилвател U5(LM358) играе ролята на смесител, като смесва приетият нискочестотен сигнал от приемника с този който може да идва от специализиран външен контролер. Функцията на такъв външен контролер може да бъде , например излъчването на определено време на идентификационно съобщение , формиране на „опашка” на репитера и т.н. При това положение U5A смесва двата нискочестотни сигнала , а U5B ги усилва. От усилването на сигналите зависи и каква ще е девиацията на сигнала. Девиацията на предавателя се регулира с RP3 , който променя коефициента на усилване на U5B.

VT4 ,VT5  играят ролята на ключ който активира предавателя при постъпване на сигнал 0V. При ниво 10V предавателят е изключен. Сигналът за активиране идва от външен контролер.Ако не се ползва външен контролер  би могло ролята на такъв сигнал да изпълнява сигналът  от изхода на шумоподавителя.

Транзисторът VT2 служи за управление на вентилатора на крайното стъпало.Програмата на U4 е организирана така че вентилатора се задейства само ако репитера остане в режим на предаване повече от 10 секунди.

Мощността на предавателя се регулира с тримерпотенциометъра  RP4.

Стабилизаторите ST1 ST2 ST3 осигуряват захранващите напрежения необходиме за нормалната работа на устройството. И трите стабилизатора са поставени на радиатор.

За по – добрата работа на репитера аз ползвам външен контролер за командване.За тази цел много подходяща ми се стори конструкцията предложена от VK5DJ (http://www.vk5dj.com/repeater.html). Предложеният контролер има много функции както и възможност функциите му да се програмират дистанционно с DTMF сигнали.

За захранване на ретранслатора използвах преработено старо компютърно захранване , което осигурява две напрежения 9V и 20V. Освен останалите промени в захранването поставих и терморегулатор , който да включва вентилатора му едва когато радиаторът на изходния токоизправител започне да загрява.По тази начин се пести ресурса на вентилатора.
Първоначално бях скептичен към надеждността на захранването  , но практиката показа , че работи без-проблеми вече няколко години.

По отношение на предавателя трябва да спомена , че при моята реализация в изхода на крайното стъпало е поставен циркулатор в единият от изходите на който е включен изкуствен товар. Предназначението на това устройство е ако по някаква причина антенната система се повреди и излъчената от предавателя мощност започне да се отразява обратно към него, то циркулаторът ще насочи енергията към изкуственият товар.По такъв начин крайното стъпало винаги е натоварено с номинален товар – дори и да  нямаме свързана антена.

Друг задължителен елемент в цялата система е на входа на приемника и в изхода на предавателя да има поставени подходящи филтри.В противен случай празитните излъчвания от предавателя ще влизат в приемника и ще влошават работата му.

Аз за съжаление не разполагах с подходящ дуплексен филтър така, че се наложи да конструирам отделни филтри за приемника и предавателя и да ползвам две отделни антенни системи. Построяването на такъв филтър съм описал в статията  „Филтър със спирални резонатори за 430MHz”.

Антенно фидерна система

За антенно фидерната система най – добре е да се ползват  N конектори , тъй-като осигуряват малки загуби на 430MHz , имат вътрешни уплътнители  и не позволяват проникването на влага във вътрешността на куплунга. На тези честоти не е препоръчително да се ползва кабел RG58 , тъй като има доста големи загуби. Около 10м кабел RG58 на 433MHz има загуби около 3dB , което отговаря на 2 пъти намаление на мощността.Това означава , че ако ползвате такъв кабел и предавателят ви излъчва 10W , до антената в най- добрият случай ще достигнат 5W.Подходяща алтернатива е използването на кабел RG213 той има сравнително малки загуби на тези честоти (около 15 dB /100m).Важно е да се отбележи , че с течение на времето кабелите стареят и поради промените в структурата на полиетилена се увеличават и загубите във фидера.Така например при изработката на антеннофидерната система сравних загубите две 10м парчета кабел RG58 и RG213.Вторият кабел бе във видимо добро състояние но беше работил не по-малко от 15 години. Резултатите от измерванията бяха сходни RG58 показа загуби 3.1dB , а RG213  2.7dB.

По отношение на антените – хубаво е антените които се ползват да са с кръгова диаграма.Първоначално направих две антени със „заграждащо гърне „ като за построяването им ползвах „Наръчник по антени” К.Ротхамел.  Антените се получиха малки по размери и много симпатични , но резултатите не ме удовлетвориха. В репитера се влизаше трудно.Мястото където беше поставен се намираше на около 5 км от центъра на града и антенната система беше поставена на около 5м от повърхността на земята. След конуслатации с колеги решихме , че положението ще се подобри ако се ползва колинеарна антена. Намерих доста публикации на такива антени и накрая реших да направя 7 елементна колинеарна антена от отрязъци кабел RG58. Доста кабел нарязах накрая готовата антена поставих в защитен кожух от рибарски „телескоп”.Монтирахме я на мачтата и крайният резултат отново не беше задоволителен.

Реших да направя антенна система от 4 свързани 3 елементни яги антени.За всяка от посоките имаше по една антена. Така диаграмата на насоченост се получи почти кръгова , а приемането значително се подобри.Както показа практиката най-добри резултати постигнах с яги антените. Може би ако мястото на репитера беше високо и бяхме по близо до центъра още от първия опит щях да съм доволен от резултата, но при мен рядко нещата се получават от първият път.